5,7-二羟基黄酮类衍生物的合成及抗糖尿病作用构效关系的研究

5,7-二羟基黄酮类衍生物的合成及抗糖尿病作用构效关系的研
究
目的委陵菜黄酮(Tiliroside)为中药委陵菜抗糖尿病活性的主要有效成分。

前期研究结果表明,该化合物降血糖作用强于盐酸苯乙双胍。

药代动力学初步实验结果表明,委陵菜黄酮在体内快速代谢,初级分解产物为肉桂酸、山奈酚和山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖苷。

据此推断,具有5,7-二羟基结构的山奈酚是委陵菜黄酮抗糖尿病作用的有效结构片段。

本文通过药物化学手段,合成两类具有5,7-二羟基结构的黄酮类化合物,结合抗糖尿病活性筛选,研究这两类化合物的构效关系,为进一步的结构优化、候选新药的发现提供依据。

方法1、衍生物的合成:以2,4,6-三羟基苯乙酮为原料,经过四条不同的反应路线制备目标衍生物,以各种有机波谱方法表征衍生化合物的化学结构。

2、抗糖尿病活性筛选:以胰岛素抵抗的HepG2细胞为筛选模型,通过葡萄糖氧化酶法测定各衍生化合物增加模型细胞葡萄糖的消耗量,并计算各化合物和阳性对照药的半数有效浓度(EC50),评价各化合物的抗糖尿病活性,并研究其构效关系。

3、分子对接研究:利用分子对接技术对各化合物可能的作用靶点进行初步分析。

结果1、本文通过药物合成手段共制备化合物17个,其中5,7-二羟基黄酮类化合物9个,5,7-二羟基二氢黄酮类化合物8个。

其中7个化合物为首次全合成,化合物A7, B1, B4为未见文献报道的新化合物,所有化合物均经有机波谱法表征了化学结构。

2、抗糖尿病活性筛选试验结果表明,除化合物B5外,各衍生物均能提高胰岛
素抵抗肝细胞模型的葡萄糖消耗量,化合物A2,A5,A7和B8的活性较强,与市售药物二甲双胍相当,其中化合物A6,B4和B9抗糖尿病活性最强,强于二甲双胍。

3、分子对接研究表明,衍生化合物A6,A7,A8,B1与磷酸烯醇式丙酮酸激酶(PEPCK)结合较好。

分子对接结果与体外活性筛选实验结果基本吻合。

化合物可能通过与磷酸烯醇式丙酮酸激酶结合而起到提高肝细胞葡萄糖消耗量的作用。

结论本文采用全合成的方法,共合成5,7-二羟基黄酮类化合物17个,其中新化合物3个。

胰岛素抵抗HepG2细胞模型筛选实验表明,黄酮衍生化合物均具有较强的抗糖尿病活性。

初步构效关系研究表明,对黄酮母核的B环进行结构改造,去掉羟基活性会减弱,而羟基邻位增加氧、氯取代对活性没有显著性影响;B环对位羟基以氰基替换活性会增强;B环改为五元环活性会增强,而以呋喃环替代活性能够显著增强,强于市售药物二甲双胍;B环衍生物结构不变的情况下,二氢黄酮结构活性较强,可能与C环的空间取向发生柔性改变有关。

分子对接研究结果显示,黄酮化合物结构中5位羟基、7位羟基与4’位羟基均有可能与靶点形成氢键作用,是与靶点结合的主要基团。

黄酮化合物的三个环系均有可能与靶点发生疏水作用。

分子对接研究结果与衍生物活性筛选结果基本吻合,黄酮衍生物可能通过作用于PEPCK起到抗糖尿病作用。